令和8年　2月期午後　第一級陸上特殊無線技士　工学　過去問解説　問11～問15

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A
位相比較器（PC：Phase Comparator）は、2つの信号の「ズレ（位相差）」を検出するパーツです。
左側にある「水晶発振器」は、極めて正確で安定した基準の周波数を作っています。一方で、右側の【B】から戻ってきた信号（フィードバック）もあります。【A】は、この「基準の波」と「戻ってきた波」のタイミング（位相）を比べ、ズレに応じた電圧を出力します。
これにより、周波数が勝手にズレるのを防ぐため、ここには位相比較器 (PC)が入ります。

B
位相比較器（A）から出力される信号には、周波数のズレを示す成分のほかに、不要な高い周波数のノイズ（高調波など）がたくさん含まれています。
「B」 で不要な高い周波数成分をカットし、直流に近い低い成分だけを通過させます。
高い周波数を遮断して、低い周波数を一方向（Low）に通すフィルターなので、ここは 低域フィルタ（LPF：Low Pass Filter） が入ります。

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A
送信部：端末からの信号を「変調器」で電波に乗せられる形式に変換しています。
受信部：アンテナから入ってきた電波から、元の信号を取り出す必要があります。変調の逆の処理を行うため、「A」には 復調器 が入ります。

B
送信部・受信部のどちらにも「周波数混合器（ミキサ）」があります。これは、信号の周波数を高くしたり低くしたり（変換）する場所です。
周波数を変換するためには、元となる一定の周波数の電波を掛け合わせる必要があります。その「種の電波」を作り出す装置が 「B」 です。
これを 局部発振器（ローカル発振器） と呼びます。

C
遥か彼方の人工衛星から地球に届く電波は、もの凄く弱くなっています。
受信部の一番最初（アンテナ・給電系の直後）にある 「C」 では、このかすかな電波を、ノイズ（雑音）を混ぜずに大きく増幅する必要があります。
そのため、ここには 低雑音増幅器（LNA：Low Noise Amplifier） が入ります。
「低周波増幅器」は、人間の耳に聞こえる音声などを増幅する装置なので、アンテナ直後の高い周波数（高周波）を扱う場所には使えません。

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A
同期検波という方式では、受信した電波（QPSK波）に、基準となるきれいな電波（搬送波再生回路で作った電波）を掛け合わせることで、中に隠れているデータ信号を引っ張り出します。
この「掛け算をする回路」のことを 乗算器（ミキサ） と呼びます。
上のルート（I軸）にはそのままの電波を掛け合わせ、下のルート（Q軸）には $\frac{\pi}{2}$（90度）位相をずらした電波を掛け合わせることで、2つの異なるデータを別々に取り出せるようになります。

B
LPFを通ったあとの信号は、まだなだらかな「アナログの波」の形をしています。
「B」 の場所で、その波の電圧が「プラス（基準より高い）か、マイナス（基準より低い）か」をチェックし、「プラスなら『1』」「マイナスなら『0』」というように、デジタルデータとして正しく見分ける（識別する） 処理を行います。
この回路を 識別器（ディシジョン回路） と呼びます。

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A　B
SCPCは、Single Channel Per Carrier の頭文字を取ったものです。
直訳すると、「1つの搬送波（電波）ごとに、1つのチャネル（通信路）を割り当てる」という意味になります。
上記の通り、SCPCは「一つの チャネルに対して一つの搬送波を割り当てる」方式です。
問題文の後半に「複数の異なる周波数の搬送波を等間隔に並べる」と書いてあります。電波を「周波数（チャンネル）」ごとに細かく切り分けて利用するスタイルなので、これは 周波数分割 多元接続（FDMA）の仲間になります。

C
対比されている「時分割多元接続（TDMA）」方式は、時間を100万分の1秒といった超細切れにして、みんなでタイミングを完璧に合わせて通信するハイテクな方式です。大容量の通信ができますが、地球局の設備が非常に複雑で高価になってしまいます。
一方、SCPC方式は、決められた周波数でただ電波を出すだけなので「構成が簡単」というメリットがあります。
設備が安くて済むため、あまりお金をかけられない、またはそこまで大量のデータを送る必要がない 通信容量が「小さい」 地方の小さな地球局（小規模地球局）に向いています。

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A
レーダーは「ピピッ、ピピッ」と短い電波（パルス）を放ち、何かに当たって跳ね返ってくる時間で距離を測ります。この1回の「ピピッ」と電波を出している時間の長さ（＝電波の塊の長さ）をパルス幅と言います。
もしパルス幅が広くてダラダラと長い電波を出すと、近くに2つの船が並んでいたとき、両方の船からの反射波が繋がって1つの大きな波になって戻ってきてしまいます（見分けられない）。
逆に、パルス幅が狭くてシュッと一瞬だけ電波を出すようにすれば、2つの船からの反射波が混ざらずに別々に戻ってきます。
つまり、パルス幅が 「狭い」 ほど、距離分解能は良くなります。

B
レーダーの電波は「行って、帰ってくる（往復）」します。
パルス幅（電波の塊の長さ）を $\tau$ [秒]、電波の速度を $c$ とすると、電波の塊の空間的な長さは $c\tau$ になります。2つの目標物が前後に並んでいるとき、それぞれの目標物から戻ってくる電波がギリギリ重ならないためには、目標物同士の距離が電波の塊の長さの半分（1/2）以上離れている必要があります。数式で表すと、距離分解能 $R$ は以下のようになります。
$R = \frac{c\tau}{2}$
したがって、パルス幅の 1/2 に相当する距離より短いと、分離して確認できなくなります。

C
レーダーには、遠くまで見通す「長距離レンジ（モード）」と、近くを細かく見る「短距離レンジ」があります。
長距離レンジは、遠くまで電波を届かせるために、パワーのある「長くて太い電波（パルス幅が広い）」を出します。その代わり、大雑把にしか見えません。
短距離レンジは、遠くまで飛ばす必要がないため、見分けやすさを最優先して「シャキッと短い電波（パルス幅が狭い）」を出します。
つまり、距離分解能を良くして細かく見たいときは、できるだけ 「短い」 レンジ（短距離モード）を用いた方が有利になります。